(57)【要約】    【課題】  排気通路にＮＯｘトラップ触媒を備える場合、これに付着した硫黄の被毒解除時期と判断したときに、燃費の悪化や、上流側のマニホールド触媒の劣化を抑制しつつ、被毒解除を効率良く行う。    【解決手段】  被毒解除時の温度上昇を２段階として、初めに比較的低温で被毒解除を行い、比較的低温で解除可能な状態の硫黄が除去された時点で、更に温度上昇させて、比較的高温で被毒解除を行う。【選択図】  図７
2005061313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路にＮＯｘトラップ機能を有する排気浄化触媒を備え、該触媒に付着した硫黄の被毒解除時期を判断し、被毒解除時期と判断したときに排気温度を上昇させて被毒解除を行うエンジンの排気浄化装置において、
被毒解除時の温度上昇を２段階として、初めに比較的低温で被毒解除を行う低温被毒解除と、比較的低温で解除可能な状態の硫黄が除去された時点で、更に温度上昇させて、比較的高温で被毒解除を行う高温被毒解除と、を行うことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
比較的低温で解除可能な状態の硫黄の被毒量である第１被毒量と、比較的高温でないと解除できない状態の硫黄の被毒量である第２被毒量とを別々に推定する被毒量推定手段を有し、
被毒解除時期の判断は、前記第１被毒量と前記第２被毒量とに基づいて行うことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記被毒量推定手段は、被毒解除時以外は、運転条件に応じた被毒増加量を加算し、被毒解除時は、触媒温度に応じた被毒減少量を減算して、第１及び第２被毒量を算出することを特徴とする請求項２記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記被毒量推定手段は、前記第１被毒量算出のための被毒増加量と、前記第２被毒量算出のための被毒増加量とを、一定の比率とすることを特徴とする請求項３記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記被毒量推定手段は、前記第１被毒量算出のための被毒減少量と、前記第２被毒量算出のための被毒減少量とを、触媒温度に対し異なる特性で算出することを特徴とする請求項３又は請求項４記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
被毒解除時期の判断は、前記第１被毒量と前記第２被毒量との和に基づいて行い、その和が所定の被毒解除必要量より大きいときに、被毒解除時期と判断することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記第２被毒量が一定値より多い場合は、被毒解除時期の判断のための前記被毒解除必要量を小側に変更することを特徴とする請求項６記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記高温被毒解除は、運転条件が予め定めた条件より低排気温度側のときは、キャンセルすることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
前記高温被毒解除は、前記低温被毒解除に対し、所定の割合で、キャンセルすることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項１０】
前記低温被毒解除及び高温被毒解除は、点火時期の遅角により行い、遅角量を異ならせることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路にＮＯｘトラップ機能を有する排気浄化触媒を備える場合に、その触媒に付着した硫黄（Ｓ）の被毒解除を好適に行うことのできるエンジンの排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、特許文献１に記載されているように、ＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘトラップ触媒）に付着した硫黄の脱離性（脱離のしやすさ）を判定し、その判定結果に応じて、硫黄放出のために行う空燃比のリッチ化又は排ガスの昇温の少なくともいずれか一方を調整・抑制するものがある。
【特許文献１】特開２００２−３６４３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術では、脱離困難な硫黄がある程度たまった時点で、高温での被毒解除を行うという構成になっていたため、高温の被毒解除を行う場合には、一気に高温側の被毒解除可能温度まで上げる必要があることから、被毒解除可能温度に上げるまでに時間がかかり、その間の燃費悪化が発生する。また、ＮＯｘトラップ触媒の上流の排気マニホールドの直下に三元触媒（マニホールド触媒）を配置する場合、マニホールド触媒は比較的早期に温度上昇するため、その劣化が大きくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明では、被毒解除時の温度上昇を２段階として、初めに比較的低温で被毒解除を行う低温被毒解除と、比較的低温で解除可能な状態の硫黄が除去された時点で、更に温度上昇させて、比較的高温で被毒解除を行う高温被毒解除と、を行う構成とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、初めに比較的低温で解除可能な状態の硫黄（例えば貴金属に付着する硫黄）から解除し、その後、比較的高温でないと解除できない状態の硫黄（トラップ剤に付着する硫黄）を解除するので、初めから高温で被毒解除を行う場合に比べ、触媒が高温にさらされる時間が短くなる。また、一気に温度を上げる場合に比べ、温度が上がる時間が短くなるため、燃費悪化、マニホールド触媒の劣化を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図である。
エンジン（内燃機関）１の吸気通路２には吸入空気量を制御する電制スロットル弁３が設置され、エンジン１の燃焼室４には燃料噴射弁５と点火プラグ６とが設置されており、これらはエンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという）７により駆動される。
【０００７】
ＥＣＵ７には、吸気通路２の電制スロットル弁３上流に設けたエアフローメータ８により検出される吸入空気量Ｑａの他、アクセルペダルセンサ９により検出されるアクセル開度Ａpo、クランク角センサ１０により検出されるエンジン回転数Ｎｅ、水温センサ１１により検出されるエンジン冷却水温度Ｔｗなどが入力されている。
ＥＣＵ７では、主にアクセル開度Ａpoに基づいて、エンジン１に必要な負荷（要求トルク）Ｌを算出する。そして、負荷Ｌ、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、目標空燃比ＴＦＢＹＡを算出する。尚、ここでいう目標空燃比ＴＦＢＹＡは、空気過剰率λの逆数であり、理論空燃比（ストイキ）では１．０、リーン空燃比では１より小さな値をとる。そして、この目標空燃比ＴＦＢＹＡを実現すべく必要な空気量を得るために電制スロットル弁３を駆動する。すなわち、同一の負荷で考えた場合、目標空燃比がストイキよりもリーンであるほど、スロットル開度を大きくして吸気空気量Ｑａを増加させ、またストイキに近づくほど、スロットル開度を小さくして吸入空気量Ｑａを減少させる。
【０００８】
また、実際の吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから、基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ（Ｋは定数）を演算し、これに目標空燃比ＴＦＢＹＡを乗じることで、最終的な燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×ＣＯＥＦ（ＣＯＥＦは各種補正係数）を演算する。そして、このＴｉに対応するパルス幅の燃料噴射パルス信号により燃料噴射弁５を駆動する。尚、点火プラグ６の点火時期は、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｌに基づいて制御する。
【０００９】
エンジン１の排気通路１２には、上流側にマニホールド触媒として三元触媒１３が設けられ、下流側には床下触媒としてＮＯｘトラップ触媒１４が設けられている。下流側のＮＯｘトラップ触媒１４には、その触媒温度を検出する手段として、触媒温度センサ１５が装着され、その信号はＥＣＵ７に入力されている。尚、触媒温度は排気温度等から推定してもよい。
【００１０】
上流側の三元触媒１３は、例えば、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ等の貴金属を少なくとも１成分担持したアルミナをハニカム担体にコーティングしたものであり、排気空燃比がストイキの時にはＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に浄化し、排気空燃比がリーンの時にはＨＣ，ＣＯを酸化反応で浄化する特性を有するものである。
下流側のＮＯｘトラップ触媒１４は、前記三元触媒の構成に、更にバリウムＢａで代表されるアルカリ土類、セシウムＣｓで代表されるアルカリ金属から選ばれた少なくとも１つの成分（ＮＯｘトラップ剤）を添加したもので、上記三元触媒の特性に加えて、排気空燃比がリーンの条件で排気中のＮＯｘをトラップし、ストイキ〜リッチの条件で排気中の還元成分（ＨＣ，ＣＯ）によりトラップしたＮＯｘを放出すると同時に還元浄化する特性を有するものである。
【００１１】
ところで、ＮＯｘトラップ触媒１４では、ＮＯｘをトラップするのと同じ原理で、硫黄をＳＯｘの形でトラップしてしまうことで、硫黄被毒を生じる。硫黄被毒を生じると、ＮＯｘトラップ能力が減少するので、適宜、硫黄の被毒解除を行うことが必要となる。硫黄の被毒解除のためには、排気を還元雰囲気（排気空燃比をストイキ〜リッチ）とした状態で、ＮＯｘトラップ触媒１４の温度を上昇させる必要がある。
【００１２】
また、ＮＯｘトラップ触媒１４に付着した硫黄には、その付着状態により、脱離しやすいものと、脱離しにくいものとがある。脱離しやすいのは、貴金属に付着した硫黄で、比較的低温（６５０〜７００℃）で解除可能である。脱離しにくいのは、トラップ材に付着した硫黄で、比較的高温（７５０℃以上）でないと解除できない。
このような背景の元に、本発明では、図２及び図３のフローチャートにより、被毒解除の制御を行う。
【００１３】
尚、以下のフローチャートの説明では、比較的低温で解除可能な状態の硫黄を「飛びやすい硫黄」といい、比較的高温でないと解除できない状態の硫黄を「飛びにくい硫黄」という。また、飛びやすい硫黄の被毒解除可能温度を「被毒解除温度１」といい、飛びにくい硫黄の被毒解除可能温度を「被毒解除温度２」という。被毒解除温度１＜被毒解除温度２であり、被毒解除温度１は例えば６５０℃、被毒解除温度２は例えば７５０℃とする。また、飛びやすい硫黄の被毒量を「被毒量１」といい、飛びにくい硫黄の被毒量を「被毒量２」といい、別々に推定する。
【００１４】
図２は被毒量推定のフローチャートである。
Ｓ１では、空燃比がストイキ〜リッチであるか否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ２へ進み、ＮＯの場合はＳ４へ進む。
Ｓ２では、触媒温度が高温側の被毒解除温度２（例えば７５０℃）を超えているか否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ１１へ、ＮＯの場合はＳ３へ進む。
【００１５】
Ｓ３では、触媒温度が低温側の被毒解除温度１（例えば６５０℃）を超えているか否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ８へ、ＮＯの場合はＳ４へ進む。
従って、Ｓ１での判定で空燃比がリーンの場合、又は、Ｓ３での判定で触媒温度が低温側の被毒解除温度１より低い場合は、Ｓ４へ進むことになる。これらの場合は、被毒解除がなされず、被毒量が増加していく場合である。
【００１６】
Ｓ４では、燃料噴射量Ｔｉに所定の係数１を乗じて、飛びやすい硫黄の被毒増加量１を算出する。また、Ｓ５では、燃料噴射量Ｔｉに所定の係数２を乗じて、飛びにくい硫黄の被毒増加量２を算出する。
次のＳ６では、飛びやすい硫黄の被毒量１を、その前回値(old) に、被毒増加量１を加算することで、算出する。また、Ｓ７では、飛びにくい硫黄の被毒量２を、その前回値(old) に、被毒増加量２を加算することで、算出する。
【００１７】
すなわち、リーン、又は触媒温度＜被毒解除温度１の場合は、被毒物質が蓄積していくため、加算していくが、被毒物質は燃料噴射量に比例して排出されて、燃焼排気ガスによって触媒に運ばれるため、燃料噴射量に係数を掛けた値で被毒量を加算していく。また、貴金属に付着する硫黄とトラップ剤に付着する硫黄とでは解除可能温度が異なるが、蓄積比率は一定であるため、飛びやすい硫黄の被毒増加量と飛びにくい硫黄の被毒増加量とは一定の比率としている（係数１：係数２＝一定比率）。
【００１８】
Ｓ１での判定で空燃比がストイキ〜リッチであり、かつＳ２、Ｓ３での判定で触媒温度が高温側の被毒解除温度２を超えていないものの、低温側の被毒解除温度１を超えている場合は、Ｓ８へ進むことになる。この場合は、飛びやすい硫黄のみ、被毒解除がなされる場合である。
Ｓ８では、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値１以上か否かを判定し、ＹＥＳの場合のみＳ９へ進む。
【００１９】
Ｓ９では、被毒量１の関数として、飛びにくい硫黄の低温での解除速度２を算出する。具体的には、図４の解除速度２の特性に基づき、被毒量１から、解除速度２を算出する。
尚、図４は被毒量と解除速度との関係を場合別に示したもので、「解除速度１」は、飛びにくい硫黄の高温での解除速度、「解除速度２」は飛びやすい硫黄の低温での解除速度、「解除速度３」は飛びやすい硫黄の高温での解除速度を示している。いずれも、被毒量が多いほど解除速度が大となるが、同一被毒量では、解除速度１＜解除速度２＜解除速度３の特性となる。
【００２０】
次のＳ１０では、飛びやすい硫黄の被毒量１を、その前回値(old) から、単位時間当たりの被毒減少量である解除速度２を減算することで、更新する。
すなわち、ストイキ〜リッチで、被毒解除温度１＜触媒温度＜被毒解除温度２の場合は、飛びやすい硫黄のみ、被毒解除がなされるので、飛びやすい硫黄の被毒量１のみを減算していく。
【００２１】
Ｓ１での判定で空燃比がストイキ〜リッチであり、かつＳ２での判定で触媒温度が高温側の被毒解除温度２を超えているときは、Ｓ１１へ進むことになる。この場合は、飛びやすい硫黄と飛びにくい硫黄の被毒解除がなされる場合である。
Ｓ１１では、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値１以上か否かを判定し、ＹＥＳの場合はＳ１２へ進む。
【００２２】
Ｓ１２では、被毒量１の関数として、飛びやすい硫黄の高温での解除速度３を算出する。具体的には、図４の解除速度３の特性に基づき、被毒量１から、解除速度３を算出する。次のＳ１３では、飛びやすい硫黄の被毒量１を、その前回値(old) から、単位時間当たりの被毒減少量である解除速度３を減算することで、更新する。
Ｓ１１での判定で被毒量１が一定値１未満の場合は、Ｓ１４へ進む。
【００２３】
Ｓ１４では、飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値２以上か否かを判定し、ＹＥＳの場合のみＳ１５へ進む。
Ｓ１５では、被毒量２の関数として、飛びにくい硫黄の高温での解除速度１を算出する。具体的には、図４の解除速度１の特性に基づき、被毒量２から、解除速度１を算出する。次のＳ１６では、飛びにくい硫黄の被毒量２を、その前回値(old) から、単位時間当たりの被毒減少量である解除速度１を減算することで、更新する。
【００２４】
次のＳ１７では、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値３（＜一定値１）以上か否かを判定し、ＹＥＳの場合のみＳ１８へ進む。
Ｓ１８では、被毒量１の関数として、飛びやすい硫黄の高温での解除速度３を算出する。具体的には、図４の解除速度３の特性に基づき、被毒量１から、解除速度３を算出する。尚、ここで算出される解除速度３は、Ｓ１２で算出されるものに比べ、被毒量１が減少していることから、小さくなる。次のＳ１９では、飛びやすい硫黄の被毒量１を、その前回値(old) から、単位時間当たりの被毒減少量である解除速度３を減算することで、更新する。
【００２５】
すなわち、ストイキ〜リッチで、触媒温度＞被毒解除温度２の場合は、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値１以上であれば、飛びやすい硫黄から先に解除されるため、被毒量１を減算していく（Ｓ１２、Ｓ１３）。被毒量１が一定値１未満となったときには、飛びやすい硫黄の被毒解除がほぼ終了して、飛びにくい硫黄が解除可能となるため、飛びにくい硫黄の被毒量２を減算していく（Ｓ１５、Ｓ１６）。また、このときは、少ないながら、飛びやすい硫黄も解除されるため、被毒量１が一定値３以上であれば、被毒量１も減算していく（Ｓ１８、Ｓ１９）。
【００２６】
図３は被毒解除時期判断を含む被毒解除制御のフローチャートである。
Ｓ２１では、すでに被毒解除要求フラグが立っているか否かを判定する。被毒解除要求フラグ＝１の場合は被毒解除のためＳ２５へ進み、被毒解除要求フラグ＝０の場合は被毒解除時期の判断のためＳ２２へ進む。
Ｓ２２では、被毒量推定のフローチャートにより推定している飛びやすい硫黄の被毒量１と飛びにくい硫黄の被毒量２との和（被毒量１＋２）を算出し、被毒量１＋２が予め設定した被毒解除必要量１を超えているか否かを判定する。
【００２７】
被毒量１＋２＞被毒解除必要量１の場合は、エミッションに影響を及ぼす可能性があるため、被毒解除時期と判断し、Ｓ２４へ進んで、被毒解除要求フラグを立てた後、被毒解除のためＳ２５へ進む。
被毒量１＋２＜被毒解除必要量１の場合は、Ｓ２３へ進む。
Ｓ２３では、飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値（Ｃ22）以上で、かつ、被毒量１＋２が前記被毒解除必要量１より小さく設定した被毒解除必要量２を超えているか否かを判定する。
【００２８】
被毒量２＞一定値、かつ、被毒量１＋２＞被毒解除必要量２の場合は、被毒解除時期と判断し、Ｓ２４へ進んで、被毒解除要求フラグを立てた後、被毒解除のためＳ２５へ進む。飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値より多い（比較的多い）場合は、被毒解除時期の判断のための被毒解除必要量を小側に変更（被毒解除必要量１→２）して、被毒解除の頻度を増すためである。
【００２９】
これに対し、Ｓ２１〜Ｓ２３での判定で、全てＮＯの場合は、被毒解除時期ではないため、被毒解除は行わない。
Ｓ２５では、低温被毒解除が可能な被毒解除１可能領域であるか否かを判定する。具体的には、図５を参照し、エンジン回転数Ｎｅと負荷（トルク）Ｌとから、境界線Ｌ１より高回転・高負荷側（高排気温度側）の領域か否かを判定する。それより低回転・低負荷側の領域（例えば低車速条件）では、点火時期を遅角しても、被毒解除温度１まで昇温させることが困難だからである。被毒解除１可能領域であればＳ２６へ進み、そうでなければ被毒解除１可能領域に入るのを待つことになる。
【００３０】
Ｓ２６では、飛びやすい硫黄の被毒量１が低温被毒解除の終了を判断するための一定値（Ｃ10）以下になっているか否かを判定し、ＮＯの場合はＳ２７へ、ＹＥＳの場合はＳ２８へ進む。すなわち、初めは飛びやすい硫黄の被毒解除を低温で行うため、被毒量１が一定値以下でない場合は、Ｓ２７へ進む。
Ｓ２７では、点火時期を遅角して、被毒解除を行うが、低温で被毒解除を行うため、目標触媒温度を６５０〜７００℃に設定して予め作成した図６に示すようなマップを用い、エンジン回転数Ｎｅと負荷（トルク）Ｌとから、低温用遅角量を検索し、その遅角量の分、点火時期を遅角して、排気温度を上昇させる。尚、図６は、エンジン回転数Ｎｅと負荷（トルク）Ｌとをパラメータとして、ある目標触媒温度（目標排気温度）を得るための点火時期の遅角量の傾向を示したものである。
【００３１】
低温被毒解除により、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値以下となった場合は、Ｓ２６からＳ２８へ進む。低温被毒解除により、飛びやすい硫黄の被毒量１が一定値以下となった場合は、原則的には、高温被毒解除を行うが、本実施形態では、燃費悪化、触媒劣化への影響を少なくするために、ｎ回に１回、高温被毒解除をキャンセル、又は、ｎ回に１回、高温被毒解除を実行（ｎ回にｎ−１回、高温被毒解除をキャンセル）する。尚、ｎ≧２とする。
【００３２】
このため、Ｓ２８では、ｎ回に１回、高温被毒解除を実行するものとすると、連続キャンセル回数がｎ−１回に達しているか否かを判定し、ＹＥＳの場合は高温被毒解除実行のためＳ２９へ、ＮＯの場合はキャンセルのためＳ３３へ進む。
Ｓ２９では、飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値（Ｃ20）以上か否かを判定する。この一定値は、これ未満となった場合に、高温被毒解除の終了と判断するための値である。従って、ＹＥＳの場合は高温被毒解除実行のためＳ３０へ、ＮＯの場合は高温被毒解除終了のためＳ３３へ進む。
【００３３】
Ｓ３０では、高温被毒解除が可能な被毒解除２可能領域であるか否かを判定する。具体的には、図５を参照し、エンジン回転数Ｎｅと負荷（トルク）Ｌとから、境界線Ｌ２より高回転・高負荷側（高排気温度側）の領域か否かを判定する。それより低回転・低負荷側の領域では、点火時期を遅角しても、被毒解除温度２まで昇温させることが困難だからである。尚、被毒解除２可能領域は被毒解除１可能領域を含む領域である。被毒解除２可能領域であればＳ３１へ進み、そうでなければＳ３２へ進む。
【００３４】
Ｓ３１では、点火時期を遅角して、被毒解除を行うが、高温で被毒解除を行うため、目標触媒温度を７５０℃以上に設定して予め作成した図６に示すようなマップを用い、エンジン回転数Ｎｅと負荷（トルク）Ｌとから、高温用遅角量を検索し、その遅角量の分、点火時期を遅角して、排気温度を上昇させる。尚、Ｓ２７で用いるマップとＳ３１で用いるマップは、傾向は同じであるが、目標触媒温度が異なるため、同一運転条件ではＳ２７で用いるマップに比べＳ３１で用いるマップの方が遅角量が大となる。
【００３５】
高温被毒解除により、飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値以下となった場合は、Ｓ２９からＳ３３へ進み、被毒要求フラグ＝０として、被毒解除を終了させる。
一方、Ｓ２８での判定で連続キャンセル回数がｎ−１回に達しておらず、高温被毒解除のキャンセルのためにＳ３３へ進んだ場合は、被毒解除要求フラグ＝０として、高温被毒解除をキャンセルし、被毒解除を終了する。
【００３６】
また、Ｓ３０での判定で被毒解除２可能領域でない場合は、Ｓ３２へ進むが、Ｓ３２では、飛びにくい硫黄の被毒量２が一定値（Ｃ21）以下で、かつ被毒解除２可能領域外での連続経過時間が一定時間以上となったか否かを判定する。ここでの被毒量２に対する一定値（Ｃ21）は、エミッションに影響を及ぼさなくなる値で、Ｓ２９での一定値（Ｃ20）よりは大きな値に設定される。ＹＥＳの場合は、Ｓ３３へ進み、被毒解除要求フラグ＝０として、高温被毒解除をキャンセルし、被毒解除を終了する。被毒解除２可能領域外での連続経過時間が長くなると、触媒温度が低下し、再度温度を上げるのに時間がかかってしまうので、被毒量２がエミッションに影響を及ぼさない値以下であることを条件として、被毒解除を終了する趣旨である。ＮＯの場合は、被毒解除２可能領域に入るのを待つことになる。
【００３７】
図７は被毒解除時の温度上昇の概念図である。被毒解除時期と判断された時点（ｔ１）で、最初は、触媒温度を低温側の被毒解除温度１（例えば６５０〜７５０℃）まで上昇させて、低温被毒解除を行い、飛びやすい硫黄を処理する。その後、飛びやすい硫黄がある程度処理された時点（ｔ２）で、触媒温度を高温側の被毒解除温度２（７５０℃以上）まで更に上昇させて、高温被毒解除を行い、飛びにくい硫黄を処理する。これは、飛びにくい硫黄が処理される時点（ｔ３）まで続く。
【００３８】
図８は従来技術と本発明とを比較する図である。いずれも、排気通路の上流側にマニホールド触媒を有し、下流側にＮＯｘトラップ触媒を有するものとして、マニホールド触媒についてはその入口側で温度（マニ触温度という）を計測し、ＮＯｘトラップ触媒についてはその出口側で温度（トラップ温度という）を計測した。
図８（Ａ）は従来技術の場合で、一気に高温被毒解除を行う場合である。この場合、トラップ温度は、トラップ通常時温度から、高温解除時トラップ温度へ上昇する。マニ触温度は、トラップ通常時温度より高いマニ触通常時温度から、高温解除時トラップ温度より高い高温解除時マニ触温度へ上昇する。
【００３９】
図８（Ｂ）は本発明の場合で、低温被毒解除に続いて、高温被毒解除を行う場合である。この場合、トラップ温度は、低温解除時トラップ温度から、高温解除時トラップ温度へ上昇する。マニ触温度は、低温解除時トラップ温度より高い低温解除時マニ触温度から、高温解除時トラップ温度より高い高温解除時マニ触温度へ上昇する。
両者を比較して言えることは、図８（Ａ）中のａに示されるように、トラップ温度が低温解除時トラップ温度の時に、マニ触温度が本発明に比べて高いことから、マニ触温度が高温解除時マニ触温度に達するのが早くなり、マニ触温度が高温解除時マニ触温度に達してから、トラップ温度が高温解除時トラップ温度に達するまでの、待ち時間が長くなることである。
【００４０】
また、図８（Ｂ）中のｂに示されるように、本発明では、低温解除中に上流部が既に昇温しているためトラップ温度上昇が早い（従来技術に比べて傾きが大きい）ことから、トラップ温度が高温解除時トラップ温度に達するのが早くなり、マニ触温度が高温解除時マニ触温度に達してから、トラップ温度が高温解除時トラップ温度に達するまでの、待ち時間も短くなることである。
【００４１】
従って、本実施形態によれば、被毒解除時の温度上昇を２段階として、初めに比較的低温で被毒解除を行う低温被毒解除（Ｓ２７）と、比較的低温で解除可能な状態の硫黄が除去された時点で、更に温度上昇させて、比較的高温で被毒解除を行う高温被毒解除（Ｓ３１）と、を行うことにより、初めから高温被毒解除を行う場合に比べ、触媒（ＮＯｘトラップ触媒）が高温に達する時間が早くなり、かつ高温にさらされる時間が短くなるため、燃費の悪化や、触媒（特に上流側のマニホールド触媒）の劣化を抑制可能となる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、比較的低温で解除可能な状態の硫黄の被毒量である第１被毒量（被毒量１）と、比較的高温でないと解除できない状態の硫黄の被毒量である第２被毒量（被毒量２）とを別々に推定し、被毒解除時期の判断は、前記第１被毒量と前記第２被毒量とに基づいて行うことにより、被毒解除時期を的確に判断できる。
また、本実施形態によれば、被毒量の推定に際し、被毒解除時以外は、運転条件（燃料噴射量Ｔｉ）に応じた被毒増加量を加算し、被毒解除時は、触媒温度（及び被毒量）に応じた被毒減少量（解除速度）を減算して、第１及び第２被毒量を算出することにより、被毒量を正確に推定できる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、前記第１被毒量算出のための被毒増加量と、前記第２被毒量算出のための被毒増加量とを、蓄積比率は一定との考えに基づいて、一定の比率（係数１：係数２）とすることにより、比較的簡単かつ正確に各被毒量を推定できる。
また、本実施形態によれば、前記第１被毒量算出のための被毒減少量（解除速度）と、前記第２被毒量算出のための被毒減少量（解除速度）とを、触媒温度に対し異なる特性で算出することにより、飛びやすい硫黄と飛びにくい硫黄の特性を考慮して、各被毒量を正確に推定できる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、被毒解除時期の判断は、前記第１被毒量と前記第２被毒量との和（被毒量１＋２）に基づいて行い、その和が所定の被毒解除必要量（被毒解除必要量１）より大きいときに、被毒解除時期と判断することにより（Ｓ２２）、被毒解除時期を的確に判断することができる。
また、本実施形態によれば、前記第２被毒量（被毒量２）が一定値より多い場合は、被毒解除時期の判断のための前記被毒解除必要量を小側に変更する（被毒解除必要量１→２）ことにより（Ｓ２３）、飛びにくい硫黄が多い場合には、解除の機会を多くでき、飛びいにくい硫黄の解除がより容易になる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、運転条件（エンジン回転数、負荷、更には車速などに関連するパラメータ）が予め定めた条件より低排気温度側のときは、高温被毒解除をキャンセルすることにより（Ｓ３０）、排気温度上昇のための制御量（点火時期の遅角量）が大きくなり過ぎることによる燃費の大幅な悪化を防止できる。
また、本実施形態によれば、高温被毒解除を、低温被毒解除に対し、所定の割合で、キャンセルすることにより（Ｓ２８）、高温被毒解除の頻度を少なくして、燃費悪化、マニホールド触媒の劣化を抑えることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、低温被毒解除及び高温被毒解除は、点火時期の遅角により行い、遅角量を異ならせることで、簡単に実施できる。但し、膨張行程ないし排気行程にてポスト噴射を行い、そのポスト噴射量を制御するなどしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】被毒量推定のフローチャート
【図３】被毒解除時期判断を含む被毒解除制御のフローチャート
【図４】被毒量と被毒解除速度との関係を示す図
【図５】被毒解除可能領域を示す図
【図６】遅角量算出用マップを示す図
【図７】被毒解除時の温度上昇の概念図
【図８】従来技術と本発明とを比較する図
【符号の説明】
【００４８】
１  エンジン
２  吸気通路
３  電制スロットル弁
４  燃焼室
５  燃料噴射弁
６  点火プラグ
７  ＥＣＵ
１２  排気通路
１３  三元触媒（マニホールド触媒）
１４  ＮＯｘトラップ触媒
１５  触媒温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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